[发明专利]基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统和方法

说明书

本申请属于智能船舶技术领域，具体涉及一种基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统和方法。该系统包括：第一信息获取模块，用于获取所有区域船舶和障碍物的航迹信息和位置信息；第一数据融合模块，用于对所述信息获取模块获取的数据进行融合处理，得到区域船舶航迹集合；第二信息获取模块，用于获取各区域船舶的船舶性能参数；第二数据融合模块，用于通过数据融合得到融合航迹集合；协同避碰模块，用于通过预设的协同避碰策略生成协同避碰决策信息；信息交互模块，用于借助VHF信息通讯方式实现数据交互。本申请系统可更为快速的生成区域船舶避碰指令，为船舶实行避碰决策预留出充分的时间，增强了协同避碰的安全性。

技术领域

本申请属于智能船舶技术领域，具体涉及一种基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统和方法。

背景技术

目前国内港口、内河航道的船舶吨位、数量大幅度增加，进港船舶数量越来越多，水上交通安全问题日益凸显。如何判断相邻船舶是否会发生碰撞并指导有碰撞危险船舶实行避碰操作，协助智能船舶安全航行并维持海航交通秩序，已受到越来越多人的关注。

现行的避碰策略多采取岸端融合-中心协控的思路指挥航区内智能船舶协同避碰，这样处理无疑能最大程度的发挥岸基中心的指挥协同作用，加强区域交通的秩序性及稳定性，但从船舶会遇到收到避碰策略用时较长，决策时效性较低，从而降低了智能船舶的安全性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本申请提出了一种基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统和方法，以解决现有的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统从船舶会遇到收到避碰策略的用时较长，决策时效性较低，从而降低了智能船舶的安全性的问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，该系统包括：

第一信息获取模块，用于获取通过岸基感知设备和船用感知设备采集的目标航区内所有区域船舶和障碍物的航迹信息和位置信息；

第一数据融合模块，用于通过预设的第一数据融合算法对所述信息获取模块获取的数据进行融合处理，得到包含目标航区内所有区域船舶航迹信息的区域船舶航迹集合；

第二信息获取模块，用于获取各区域船舶的船舶性能参数，将所述船舶性能参数作为第一决策辅助数据；

第二数据融合模块，用于基于第一数据融合模块生成的区域船舶航迹集合，通过预设的第二数据融合算法进行数据融合，得到融合航迹集合；

协同避碰模块，用于基于所述融合航迹集合和各区域船舶的第一决策辅助数据，通过预设的协同避碰策略生成协同避碰决策信息；

信息交互模块，用于借助VHF信息通讯方式，实现目标航区内所有区域船舶间的数据交互；

其中，所述第一信息获取模块、所述第一数据融合模块和所述信息交互模块设置于目标航区内的所有区域船舶；所述第二信息获取模块、所述第二数据融合模块、所述协同避碰模块设置于目标船舶；所述目标船舶为目标航区内所有区域船舶中优先级最高的区域船舶。

可选地，所述岸基感知设备包括设置于岸基的雷达系统。

可选地，所述船用感知设备包括设置于船端的AIS系统和导航雷达。

可选地，所述第一决策辅助数据包括船舶回转性指数、船舶跟从性指数、船舶油程比。

可选地，所述船舶回转性指数为船舶设计手册中无因次量K′，其计算方法为：

其中，K称为回转性指数，是单位舵角引起的定长回转角速度；V₀为回转初速，L为水线长。